采用自然冷卻是一種可以提高數(shù)據(jù)中心工作效率的有效措施,熱帶國家和地區(qū)卻不太適合采用,而需要地尋找其他的替代方法和能源。
數(shù)據(jù)中心對于人們的重要性與日俱增。即使是數(shù)據(jù)中心最普通的日常功能也是至關(guān)重要,從簡單的互聯(lián)網(wǎng)搜索甚至到銀行交易,例如,可以監(jiān)測傳輸?shù)阶约杭业碾娔堋5且灿腥酥肛?zé)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營將會對環(huán)境有著不良的影響,因?yàn)樗麄兊哪茉聪倪^高,因此減少其對環(huán)境的影響是至關(guān)重要的。在這種情況下,光伏發(fā)電是一個(gè)有效的替代自然冷卻的節(jié)省方法,特別適用于熱帶地區(qū),例如巴西。
使用錯(cuò)誤的度量標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)世界自然基金會的定義,人類活動(dòng)對環(huán)境的影響的全球生態(tài)足跡,是根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品而產(chǎn)生的廢物所需要的水量進(jìn)行測定的。數(shù)據(jù)中心的效率通常采用額定的PUE值來衡量,這個(gè)是由美國、歐盟和日本建立一個(gè)單一的指標(biāo)來評估數(shù)據(jù)中心能源效率的參數(shù)。這不是一個(gè)新的概念,它是代表數(shù)據(jù)中心在運(yùn)營過程中有效的電能和全部電能消耗之間的關(guān)系。
這一指標(biāo)是根據(jù)IT設(shè)備的能源消耗與數(shù)據(jù)中心整體能源消耗之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算的。像任何指標(biāo)一樣,PUE可能被人們所質(zhì)疑,但它仍然是一個(gè)有用的指標(biāo)。
而不久之后,冷卻系統(tǒng)的電力消耗成為降低PUE值的最大阻礙因素。作為結(jié)果,冷卻設(shè)備效率已成為數(shù)據(jù)中心人員密切相關(guān)的指標(biāo)。沒有什么比獲得免費(fèi)的東西更具誘惑力,例如,數(shù)據(jù)中心希望通過自然的力量進(jìn)行冷卻,而這往往是不可能的,解決的辦法是降低通過機(jī)房空調(diào)冷卻水消耗的能量,再利用以自然冷卻的優(yōu)點(diǎn),從而降低PUE。
世界上最大的數(shù)據(jù)中心設(shè)在北半球,這并不奇怪,因?yàn)檫@是數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的最大制造商的所在地。所以很自然的,這些廠商的研發(fā)中心開發(fā)出其滿足北半球的氣候條件下的解決方案。而任何采用自然冷卻的方式來優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的遠(yuǎn)離赤道的散熱解決方案將更加有效,因?yàn)槟抢锲骄昶骄鶞囟容^低。
但是,企業(yè)的關(guān)鍵目標(biāo)是財(cái)務(wù)上的成功,而這也導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心設(shè)備制造商和他們的市場銷售部門在全球范圍內(nèi)銷售這些解決方案,最理想的方法來降低PUE。因此,一些工程師也采取了一些措施放行動(dòng),以證明在熱帶地區(qū)的國家可以使用自然冷卻系統(tǒng),并且可以節(jié)省成本,這些地區(qū)其中包括巴西。
為什么不采用太陽能?
光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。主要由太陽電池板、控制器和逆變器三大部分組成,主要部件由電子元器件構(gòu)成。太陽電池模塊可以安裝在數(shù)據(jù)中心的頂端,有利于減少建筑物上的熱負(fù)荷,因?yàn)樘柲茈姵氐年幱皽p少了屋頂熱量的吸收。
逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)的另一個(gè)重要組成部分,該設(shè)備負(fù)責(zé)將光伏組件產(chǎn)生的直流電流轉(zhuǎn)換為交流電。這些設(shè)備的輸出將被連接到電網(wǎng),因此,逆變器還要處理從外部電網(wǎng)輸入的同步交流發(fā)電系統(tǒng)的波動(dòng)和紋波電流。
同時(shí),逆變器具有防孤島保護(hù)裝置,可以識別電網(wǎng)的預(yù)定電壓和頻率值的變化,并在必要時(shí)斷開發(fā)電系統(tǒng)。逆變器的另一個(gè)非常重要的功能是跟蹤光伏發(fā)電的最大功率點(diǎn)(MPP),可以根據(jù)太陽輻射和溫度的變化而變化。逆變器必須跟隨著這一點(diǎn)的變化,以便達(dá)到最佳的光伏組件使用效率。
采用自然能源,而不是自然冷卻
自然能源將會替代自由冷卻,因?yàn)樗m合于巴西的現(xiàn)實(shí)和類似氣候的其他國家。它是通過一個(gè)環(huán)境可持續(xù)的過程,直接從自然中獲得發(fā)電使用的任何可再生能源。這一解決方案以及自然冷卻,旨在提高數(shù)據(jù)中心的效率和減少數(shù)據(jù)中心的能源消耗。由于分布式發(fā)電和微小發(fā)電能源提供商之間的互動(dòng)能力,使用自然能源已經(jīng)成為一個(gè)可行的概念。
以光伏發(fā)電作為一個(gè)自然能源為例,當(dāng)數(shù)據(jù)中心被轉(zhuǎn)化為發(fā)電廠時(shí),他們可以將這種能量應(yīng)用到電網(wǎng)中,并從能源角度抵消其消耗的電能,而且節(jié)省運(yùn)營成本。一旦自然能源的概念確定,它被加入到另一個(gè)新名詞–計(jì)算PUE,這為數(shù)據(jù)中心更加環(huán)保和可持續(xù)方面帶來了新的理念,減少數(shù)據(jù)中心的能源消耗,并利用光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能,因此,這種可再生能源被稱為“自然能源”。
隨著用戶處理和存儲數(shù)據(jù)的需求增加,加上高能源消耗帶來的環(huán)境問題,使得巴西和其他熱帶地區(qū)的數(shù)據(jù)中心尋求更多的越來越節(jié)能的技術(shù)解決方案,更為有效地使用能源和可持續(xù)發(fā)展,并向客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)和工藝,巴西政府實(shí)施了新的立法,現(xiàn)在已經(jīng)到位,并已經(jīng)取得了顯著改善。作為一種替代自然冷卻的有效方法,太陽能的使用越來越成為具有較高的太陽輻射指數(shù)的國家和地區(qū)一個(gè)可行的選擇,例如巴西,而這些可再生能源就是可以免費(fèi)從地球上獲得的自然資源。
而EcoPUE的概念表明,通過采用光伏發(fā)電,數(shù)據(jù)中心可以擁有更高的效率,從而減少了對環(huán)境的影響。